随着工业和建筑应用领域对高效热能湿度调控的需求日益增长，推动了对先进蒸发冷却技术的研究。尽管直接蒸发冷却技术具有结构简单、能耗低及效率高等优势，但传统系统因静态二维填料结构的限制，面临着气液接触面积不足、水分滞留时间短及蒸汽扩散受限等问题。为突破这些技术瓶颈，本研究开发了一种基于3D打印制备的旋转片状三维毛细结构（SCSs）的动态冷却加湿系统。该结构由相互连接的毫米级立方框架构成，通过毛细作用形成离散水阵列，显著提升了水分滞留与蒸发持续时间。通过将多个SCSs集成于旋转轴并辅以强制气流，该系统实现了卓越的质热传递效率。实验数据显示：30片SCSs组件可实现416克/小时的加湿量，并在15分钟内将80℃热水冷却至14℃。与传统二维结构相比，该结构在环境温度下的加湿性能提升约两倍，在80℃冷却工况下的性能系数（COP）提高超30%。该系统兼具结构可调性、冷却加湿协同性能及运行适应性，为可持续热管理提供了能耗更低的解决方案，在工业与环境应用领域展现出巨大潜力。